CN113833091A - 一种带有智能监控系统的可控截流井及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有智能监控系统的可控截流井及其控制方法，包括液动调流闸门、液动旋转堰门和监控系统，液动调流闸门安装在截流井与污水处理管道的接口处，液动旋转堰门安装在截流井与下游河道的接口处；监控系统包括集中控制器及与其通讯连接的第一液位计、第二液位计、雨量计和水质监测仪，第一液位计和水质监测仪设在截流井内，第二液位计设在截流井外的液动旋转堰门的下游侧，雨量计设在地面；液动调流闸门的闸门门框与闸门门体之间设有第一充气密封装置，用于充气膨胀后抵住密封闸门门体的下游侧表面；液动旋转堰门的堰门门体与堰门门框之间第二充气密封装置，用于充气膨胀后抵住密封堰门门体的上游侧表面。

Description

一种带有智能监控系统的可控截流井及其控制方法

技术领域

本发明属于给排水设备技术领域，具体涉及一种带有智能监控系统的可控截流井及其控制方法。

背景技术

随着给排水技术的发展，我国对于污水和雨水的合理化集约化治理能力不断提高。其中，截流井是一种集约化处理雨水、河水、污水的设施，应用较为成熟。截流井将雨水、河水、污水等具有污染物的水体集中到一口井中，通过一道闸门和管路通向污水处理厂，通过另一道闸门和管路排入下游河道，大大减少了不同水体来源单独判断污染情况并输送的设备成本和处理成本，同时有利于不同水体前期混合调质，稀释污染物浓度，降低污水处理负荷。截流井的暂时存水功能，还能调节下游河道的流量或水位，保证汛期安全。

目前，截流井普遍用在雨污合流系统中，目的是为了将雨污水分离。旱季时因管中只有污水，截流井可以将污水截住，流往新建污水管中，雨季时将部分雨水与污水截住并流入污水管中，其余雨水溢流通过井中堰，继续向下游流动。截流井中的两道闸门对于水体的调节以及发挥截流井的作用至关重要，然而，目前的截流井普遍存在闸门密封效果较差的现象，尤其是长期运行的截流井，其用于密封的密封条腐蚀老化严重，导致闸门存在跑冒滴漏的问题。另外，多数截流井的控制运行还依靠人工观测或检测来判断对应闸门的开合，依靠人为的经验判断无法保证截流井长期稳定运行，尤其是降雨量或水体污染情况波动较大时，无法准确判断闸门开度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种带有智能监控系统的可控截流井及其控制方法，所述带有智能监控系统的可控截流井包括液动调流闸门、液动旋转堰门和监控系统，所述液动调流闸门安装在截流井与污水处理管道的接口处，液动旋转堰门安装在截流井与下游河道的接口处；

所述监控系统包括集中控制器及与其通讯连接的第一液位计、第二液位计、雨量计和水质监测仪，第一液位计和水质监测仪设在截流井内，第二液位计设在截流井外的液动旋转堰门的下游侧，雨量计设在地面；

所述液动调流闸门由第一液压油缸驱动升降开合，并配置两个液压泵，单液压泵实现排水功能，双液压泵实现冲洗下游截流管道的功能；液动调流闸门的闸门门框与闸门门体之间设有第一充气密封装置，用于充气膨胀后抵住密封闸门门体的下游侧表面，闸门门体的下游侧表面为平整平面；

所述液动旋转堰门由第二液压油缸驱动旋转开合，液动旋转堰门的堰门门体与堰门门框之间第二充气密封装置，用于充气膨胀后抵住密封堰门门体的上游侧表面。

可选的，所述液动调流闸门包括闸门固定框架及其上的闸门门框和闸门门体，闸门固定框架固定在所述截流井与污水处理管道的接口处的墙体上；所述闸门门框设在闸门固定框架的底部，且对应污水处理管道的管口处设有适配的圆形通孔；闸门门体滑动连接在闸门固定框架上，能在电液控制装置的控制下沿闸门固定框架上下滑动，闸门门体始终处于闸门门框的上游侧；

所述闸门门框的圆形通孔的边缘设有一圈凹陷的平台阶，所述平台阶向污水处理管道的下游侧凹陷，平台阶上设有第一充气密封装置。

进一步可选的，所述电液控制装置通讯连接所述集中控制器，且包括彼此连接的第一液压泵、第二液压泵和第一液压油缸，第一液压油缸设在闸门固定框架上，第一液压油缸的伸缩端连接闸门门体，用于驱动闸门门体在闸门固定框架上做升降运动。

进一步可选的，所述液动调流闸门还包括位置传感器，位置传感器设在第一液压油缸的内部，且通讯连接所述集中控制器，用于实时监测闸门门体的开度。

可选的，所述第一充气密封装置包括第一压块、第二压块和第一密封气囊，第一压块和第二压块均为圆环状固定围绕在所述闸门门框的平台阶上，第一压块为外环，第二压块为内环，第一压块和第二压块之间设有第一密封气囊；所述第一密封气囊为圆环状围绕所述平台阶一周。

可选的，所述第一密封气囊包括压实部分、凸起部分和充气嘴，凸起部分为半圆形，当第一密封气囊充气后，凸起部分的顶部与闸门门体接触并压紧。

可选的，所述截留井还包括充气控制装置，充气控制装置包括空气压缩机、第一压力传感器、第二压力传感器和通气管道，所述集中控制器通讯连接并控制空气压缩机、第一压力传感器和第二压力传感器，空气压缩机通过通气管道并联连接第一压力传感器与第一充气密封装置，第二压力传感器与第二充气密封装置，用于分别向两个密封气囊充气和排气。

优选的，所述平台阶靠近管口圆心处具有一圈围挡，使得平台阶变为一圈凹槽，所述第一充气密封装置固定在所述凹槽内，所述凹槽内设置第三压力传感器，并通讯连接所述集中控制器，用于检测第一密封气囊膨胀后在长期密封时的压力，若第一密封气囊的压力下降到密封允许值以下时，空气压缩机向第一密封气囊充气。

优选的，所述水质监测仪设在截流井内的中下部，能够更充分的监测截流井内水体的污染情况。

可选的，所述截流井的外部与下游河道之间设置缓冲井，所述第二液位计设在所述缓冲井内，所述液动旋转堰门设在截流井与缓冲井连通的接口处。

可选的，所述液动旋转堰门包括第二液压油缸、堰门门框、堰门门体、底座和第二充气密封装置；所述堰门门框设在截流井与缓冲井连通的接口处，堰门门体设在堰门门框的下游侧，且底部通过门体旋转轴转动连接底座；所述堰门门体旋转轴上设有角度传感器，且通讯连接所述集中控制器；第二充气密封装置充气后抵住堰门门体实现线性密封；第二液压油缸的伸缩端连接堰门门体的中部。

进一步可选的，所述第二液压油缸通讯连接第三压力传感器和压力控制阀，且通讯连接所述集中控制器，用于控制第二液压油缸驱动堰门门体的拉力。

可选的，所述第二充气密封装置固定在堰门门框的下游侧，所述第二充气密封装置包括第三压块、第四压块和第二密封气囊，第三压块和第四压块均为环状固定围绕在堰门门框下游侧的表面上，第三压块为外环，第四压块为内环，第三压块和第四压块之间设有第二密封气囊；所述第二密封气囊围绕堰门门框的下游侧一周。

进一步可选的，所述堰门门框的下部的压块凸出堰门门框的厚度大于堰门门框上部的压块的厚度，且压块的厚度由上至下逐渐增加，同一水平高度的第三压块和第四压块的厚度相同，使得压块的下游侧表面整体呈一个平整斜面；所述斜面与竖直面所呈角度优选为5-15°。

可选的，所述第二密封气囊的结构与第一密封气囊相同，区别在于第二密封气囊围绕堰门门框一圈，形状适配于方形门框，当第二密封气囊充气后，凸起部分的顶部与堰门门体接触并压紧。

可选的，所述充气控制装置的空气压缩机通过通气管道连接第二压力传感器和第二密封气囊的充气嘴，用于向第二密封气囊充气和排气。

第二方面，本发明还提供所述带有智能监控系统的可控截流井的控制方法，包括智能调流、智能溢流、智能冲洗、防止倒灌四个方面；智能调流方面，由所述水质监测仪、雨量计和第一液位计配合监测截流井内水体的污染情况和液位，以判断液动调流闸门的开度；

智能溢流方面，利用第一液位计和第二液位计的检测数据计算液动旋转堰门的溢流量；

智能冲洗方面，由水质监测仪和第一液位计检测的检测数据判断是否冲洗，冲洗时同时使用第一液压泵和第二液压泵启动液动调流闸门；

防止倒灌方面，利用第二液位计的检测数据，判断液动旋转堰门是否关闭。

附图说明

图1为所述带有智能监控系统的可控截流井的整体结构图；

图2为所述液动调流闸门的正视图；

图3为图2中第一密封气囊充气后的A-A’剖视图；

图4为充气控制装置的连接示意图；

图5为所述液动旋转堰门的结构示意图；

图6为堰门门框与第二充气密封装置的正面示意图；

图7为堰门门框与第二充气密封装置的侧面示意图。

附图中，1-液动调流闸门，101-闸门门框，102-闸门门体，103-第一液压油缸，104-闸门固定框架，105-平台阶，2-液动旋转堰门，201-堰门门框，202-堰门门体，203-第二液压油缸，204-门体旋转轴，205-安装底座，3-集中控制器，4-第一液位计，5-第二液位计，6-雨量计，7-水质监测仪，8-第一充气密封装置，801-第一压块，802-第二压块，803-第一密封气囊，804-压实部分，805-凸起部分，806-充气嘴，9-第二充气密封装置，901-第三压块，902-第四压块，903-第二密封气囊，10-空气压缩机，11-第一压力传感器，12-第二压力传感器，13-第三压力传感器，14-缓冲井，15-压力控制阀，16-第四压力传感器，17-第五压力传感器。

具体实施方式

本实施例提供的所述带有智能监控系统的可控截流井，如图1-图7所示，包括液动调流闸门1、液动旋转堰门2和监控系统，所述液动调流闸门1安装在截流井与污水处理管道的接口处，液动旋转堰门2安装在截流井与下游河道的接口处；

所述监控系统包括集中控制器3及与其通讯连接的第一液位计4、第二液位计5、雨量计6和水质监测仪7，第一液位计4和水质监测仪7设在截流井内，第二液位计5设在截流井外的液动旋转堰门2的下游侧，雨量计6设在地面；

所述液动调流闸门1由第一液压油缸103驱动升降开合，并配置两个液压泵，单液压泵实现排水功能，双液压泵实现冲洗下游截流管道的功能；液动调流闸门1的闸门门框101与闸门门体102之间设有第一充气密封装置8，用于充气膨胀后抵住密封闸门门体102的下游侧表面，闸门门体102的下游侧表面为平整平面；

所述液动旋转堰门2由第二液压油缸203驱动旋转开合，液动旋转堰门2的堰门门体202与堰门门框201之间第二充气密封装置9，用于充气膨胀后抵住密封堰门门体202的上游侧表面。

可选的，所述集中控制器3为PLC控制器。

可选的，所述液动调流闸门1包括闸门固定框架104及其上的闸门门框101和闸门门体102，闸门固定框架104固定在所述截流井与污水处理管道的接口处的墙体上；所述闸门门框101设在闸门固定框架104的底部，且对应污水处理管道的管口处设有适配的圆形通孔；闸门门体102滑动连接在闸门固定框架104上，能在电液控制装置的控制下沿闸门固定框架104上下滑动，闸门门体102始终处于闸门门框101的上游侧；

所述闸门门框101的圆形通孔的边缘设有一圈凹陷的平台阶105，所述平台阶105向污水处理管道的下游侧凹陷，平台阶105上设有第一充气密封装置8。

可选的，所述闸门门框101为平板形式，并通过化学螺栓固定在闸门门体102的下游侧，闸门门框101的下游侧设有密封垫，防止水体产生渗漏。

可选的，所述闸门固定框架104的下部与闸门门体102上游侧表面接触的位置设有密封条。

传统的用于截流井的液动闸门，在闸门门体102的下游侧表面对应闸门门框101的圆形通孔的位置设有圆形凸起，该圆形凸起能够契合污水处理管道的管口，发挥门体与门框之间的密封作用。然而，采用这种结构要求闸门门体102在闸门固定框架104的厚度方向上具有移动余量，当门体高于门框，未与门框完全重合时，为上述圆形凸起处于门体和门框之间，所述移动余量为圆形凸起提供容纳空间；当门体与门框完全重合时，圆形凸起卡入污水处理管道的管口，起密封作用，此时门体的上游侧表面与闸门固定框架104产生缝隙，仅靠管口处密封；再次开启门体时，需要先水平拉动门体向上游侧移动，使圆形凸起脱离管口，再向上拉动开启门体，然而，水平拉动时需克服截流井内部的水体压力，且需另外设置水平拉动装置，控制方面也比较繁琐。

本发明所述的液动调流闸门1在现有技术的基础上，在污水处理管道管口处设置第一充气密封装置8，闸门门体102的下游侧表面不设置圆形凸起，而是平整平面，放弃平面卡接密封形式，在污水处理管道管口处利用充气后球囊与闸门门体102接触形成线性密封形式，密封效果更好，且直接针对污水处理管道管口密封。另外，本发明的闸门固定框架104在厚度方向上也具有余量，闸门门体102滑动到与闸门门框101重合后，闸门门体102被充气膨胀后的球囊顶起，并与闸门固定框架104的密封条紧密接触，形成闸门门体102与闸门固定框架104之间的密封，与污水处理管道管口处的密封配合，效果更好。

进一步可选的，所述电液控制装置通讯连接所述集中控制器3，且包括彼此连接的第一液压泵、第二液压泵和第一液压油缸103，第一液压油缸103设在闸门固定框架104上，第一液压油缸103的伸缩端连接闸门门体102，用于驱动闸门门体102在闸门固定框架104上做升降运动。在正常运行时，电液控制装置采用单液压泵工作，满足液动调流闸门1正常运行速度和调流功能要求；在需要冲洗时，采用双液压泵大流量工作，即同时使用第一液压泵和第二液压泵满足液动调流闸门1的快速开启需求，冲洗下游截流管道，即冲洗污水处理管道。

进一步可选的，所述液动调流闸门1还包括位置传感器，位置传感器设在第一液压油缸103的内部，且通讯连接所述集中控制器3，用于实时监测闸门门体102的开度。

可选的，所述第一充气密封装置8包括第一压块801、第二压块802和第一密封气囊803，第一压块801和第二压块802均为圆环状固定围绕在所述闸门门框101的平台阶105上，第一压块801为外环，第二压块802为内环，第一压块801和第二压块802之间设有第一密封气囊803；所述第一密封气囊803为圆环状围绕所述平台阶105一周。

可选的，所述第一密封气囊803包括压实部分804、凸起部分805和充气嘴806，凸起部分805为半圆形，当第一密封气囊803充气后，凸起部分805的顶部与闸门门体102接触并压紧。

可选的，所述压实部分804和凸起部分805的材质均为记忆橡胶，所述充气嘴806的材质为304不锈钢，充气嘴806通过与通气管道连接，实现向第一密封气囊803内充气或排气。

可选的，所述截留井还包括充气控制装置，充气控制装置包括空气压缩机10、第一压力传感器11、第二压力传感器12和通气管道，所述集中控制器3通讯连接并控制空气压缩机10、第一压力传感器11和第二压力传感器12，空气压缩机10通过通气管道并联连接第一压力传感器11与第一充气密封装置8和第二压力传感器12与第二充气密封装置9，用于分别向两个密封气囊充气和排气。

优选的，所述平台阶105靠近管口圆心处具有一圈围挡，使得平台阶105变为一圈凹槽，所述第一充气密封装置8固定在所述凹槽内，对第一充气密封装置8起保护作用，所述凹槽内设置第三压力传感器13，并通讯连接所述集中控制器3，用于检测第一密封气囊803膨胀后在长期密封时的压力，若第一密封气囊803的压力下降到密封允许值以下时，空气压缩机10向第一密封气囊803充气。

可选的，所述闸门门体102的下游侧表面设置运动滑轮，使得闸门门体102在闸门固定框架104内的升降运动更顺畅，阻力较小，电液控制装置的能耗较低。

可选的，所述闸门门体102的顶部设有密封挡板，密封挡板的宽度大于闸门门体102与闸门门框101之间的间距，即第一密封气囊803充气鼓起后，密封挡板依然能覆盖闸门门体102与闸门门框101之间的缝隙，防止大量水留存在闸门门体102与闸门门框101之间。

传统液动闸门由于门体与门框之间要进行卡接，所以门体若设有滑轮，一般是设在门体上游侧表面上，门体与门框卡接密封后，门体上游侧与闸门固定框架104会留出比滑轮还大的空间，该空间容易存水和污染物，容易造成滑轮卡顿，且清洗困难。另外，在雨季时，闸门两侧都有水，当连接下游河道的堰门开启溢流时，截流井内的水体向下游河道流出，截流井的水位下降，此时所述液动调流闸门1为关闭状态，水体压力的变化会对闸门门体102形成向闸门门体上游侧的拉力，或者污水处理管道的水压对闸门产生压力，这两种情况均可能导致门体与门框之间的卡接密封不严。

本发明所述的液动调流闸门1，门体与门框之间由第一密封气囊803充气鼓起后密封，本来就可以容纳滑轮，而且闸门门体102上游侧表面与闸门固定框架104的密封条密封后，再配合所述密封挡板，可阻挡大部分水体进入门体与门框之间的空间，保护滑轮和第一充气密封装置8。虽然门体开启时，大量水会从闸门门体102的四周进入门体与门框之间的缝隙，但大部分会排入污水处理管道，当闸门门体102与闸门门框101重合后，门体与门框之间的水可以继续排入污水处理管道，第一密封气囊803充气鼓起后，门体与门框之间的水较少。另外，在闸门关闭时堰门开启的情况，水体压力变化会强化闸门门体102与闸门固定框架104的密封条之间的密封，同时，可以通过向第一密封气囊803充气来强化堰门门体与门框之间的密封。

本发明所述的第一充气密封装置8，使用时，所述闸门门体102关闭时，在第一液压油缸103的推动下，与闸门门框101完全重合，所述密封挡板覆盖闸门门框101与闸门门体102之间的缝隙，所述第一密封气囊803充气膨胀，填满两个压块之间的凹槽之后，继续向外凸出，接触并顶起闸门门体102，实现闸门门体102密封；同时闸门门体102的上游侧表面紧密接触闸门固定框架104的密封条，也起到密封作用。

优选的，所述水质监测仪7设在截流井内的中下部，能够更充分的监测截流井内水体的污染情况。

可选的，所述截流井的外部与下游河道之间设置缓冲井14，所述第二液位计5设在所述缓冲井14内，所述液动旋转堰门2设在截流井与缓冲井14连通的接口处。

可选的，所述液动旋转堰门2包括第二液压油缸203、堰门门框201、堰门门体202、底座和第二充气密封装置9；所述堰门门框201设在截流井与缓冲井14连通的接口处，堰门门体202设在堰门门框201的下游侧，且底部通过门体旋转轴204转动连接底座；所述门体旋转轴204上设有角度传感器，且通讯连接所述集中控制器3；第二充气密封装置9充气后抵住堰门门体202实现线性密封。

可选的，所述堰门门框201为平板形式，并通过化学螺栓固定在堰门门体202的上游侧，堰门门框201的上游侧设有密封垫，防止水体产生渗漏。

可选的，所述第二液压油缸203包括安装底座205，所述安装底座205为整体焊接结构，并通过化学螺栓固定在堰门门框201上游侧的墙体上；所述第二液压油缸203的材质为304不锈钢，且两端设有铰耳式结构，第二液压油缸203的上端与安装底座205连接，下端与所述堰门门体202的中部连接，通过第二液压油缸203的伸缩为堰门门体202的旋转提供动力。

所述角度传感器通讯连接集中控制器3，可实时监测堰门门体202旋转的角度，并发出相应的到位信号。

进一步可选的，所述第二液压油缸203通讯连接第四压力传感器16和压力控制阀，且通讯连接所述集中控制器3，用于控制第二液压油缸203驱动堰门门体202的拉力。

可选的，所述第二充气密封装置9固定在堰门门框201的下游侧，所述第二充气密封装置9包括第三压块901、第四压块902和第二密封气囊903，第三压块901和第四压块902均为环状固定围绕在堰门门框201下游侧的表面上，第三压块901为外环，第四压块902为内环，第三压块901和第四压块902之间设有第二密封气囊903；所述第二密封气囊903围绕堰门门框201的下游侧一周。第二密封气囊903可以为一个整体，也可以由若干个气囊收尾连接组成。

进一步可选的，所述堰门门框201的下部的压块凸出堰门门框201的厚度大于堰门门框201上部的压块的厚度，且压块的厚度由上至下逐渐增加，同一水平高度的第三压块901和第四压块902的厚度相同，使得压块的下游侧表面整体呈一个平整斜面；所述斜面与竖直面所呈角度优选为5-15°。

优选的，所述第三压块901和第四压块902的下游侧表面设有密封垫，用于第二密封气囊903意外爆裂后，堰门门体202与压块的下游侧表面接触，形成应急密封圈。

可选的，所述第二密封气囊903的结构与第一密封气囊803相同，区别在于第二密封气囊903围绕堰门门框201一圈，形状适配于方形门框，当第二密封气囊903充气后，凸起部分805的顶部与堰门门体202接触并压紧。第一充气密封装置8和第二充气密封装置9的压块均为304不锈钢，且均设有沉头孔，并通过压紧螺栓固定。

可选的，所述充气控制装置的空气压缩机10通过通气管道连接第二压力传感器12和第二密封气囊903的充气嘴，用于向第二密封气囊903充气和排气。

本发明所述的第二充气密封装置9，使用时，所述堰门门体202关闭时，在第二液压油缸203的拉动下，与压块的下游侧表面接触，当角度传感器检测到堰门门体202的角度与所述斜面的倾斜角度相同时，即表示堰门门体202与压块的下游侧表面已接触到位，此时，压块上的密封软垫与堰门门体202紧密接触，起初步密封作用；所述第二密封气囊903充气膨胀，填满两个压块之间的凹槽之后，继续向外凸出，接触并顶起堰门门体202，实现堰门门体202密封；当堰门门体202被第二密封气囊903顶起至竖直位置时，角度传感器检测到相应的到位信号，第二密封气囊903停止充气，第二液压油缸203保压。所述堰门门体202开启时，第二密封气囊903排气，凸起部分收缩至第三压块901和第四压块902组成的凹槽内，防止意外损坏。

同理，当连接污水处理管道的闸门开启时，截流井内的水体向污水处理管道流出，此时所述液动旋转堰门2为关闭状态，水体压力的变化会对堰门门体202形成向堰门门体上游侧的拉力，此时可通过减小第二液压油缸203的保压拉力，或者适当降低第二密封气囊903的内部压力两种方法，避免堰门门体对第二密封气囊903以及堰门门框201的过渡挤压，延长设备使用寿命；即使第二密封气囊903此时意外爆裂，堰门门体也能通过接触第一压块和第二压块的密封软垫实现临时密封，提高所述截流井的安全性能。

优选的，所述第二密封气囊903包括若干个第五压力传感器17，并通讯连接集中控制器3，用于实时检测第二密封气囊903内部的气压；所述第五压力传感器17的两端分别设有一块密封软板，堰门门框201对应第二密封气囊903的压实部分804的位置设有相应的容纳孔，第五压力传感器17能够伸缩进出所述容纳孔。

当不需要检测第二密封气囊903内部压力时，第五压力传感器17收缩进入容纳孔，其顶部的密封软板封闭容纳孔，防止第二密封气囊903漏气。由于第五压力传感器17进出容纳孔时导致的漏气量极小，可以由后期的补充充气来弥补。驱动第五压力传感器17的装置可以是预埋在堰门门框201内腔中的机械伸缩装置，该机械伸缩装置与所述集中控制器3通讯连接并由其控制。

可选的，所述压块面对第二密封气囊903的一侧设有若干个喷水孔，且喷水孔的喷水方向为倾斜的，用于堰门门体202关闭并接触压块后，冲洗还未充气的第二密封气囊903表面残留的污物，防止第二密封气囊903充气膨胀后，污物卡在第二密封气囊903与堰门门体202之间而磨损剐蹭第二密封气囊903。

在本发明的一个具体实施方式中，设在堰门门框201顶梁的第三压块901面对第二密封气囊903的一侧均匀设在若干个喷水孔，设在堰门门框201两侧的第三压块901和/或第四压块902面对第二密封气囊903的一侧均匀设在若干个喷水孔，设在堰门门框201底梁的第四压块902面对第二密封气囊903的一侧均匀设在若干个喷水孔；当堰门门体202关闭并接触压块的下游侧表面后，与压块形成了密封腔室，此时还未充气膨胀的第二密封气囊903处于该密封腔室中，所述喷水孔向该密封腔室中喷水，利用倾斜的水力将污物冲洗下来；当第二密封气囊903充气膨胀并将堰门门体202顶起后，破坏了上述密封腔室，带有污物的水从凸起部分的两侧流出，大大降低了污物磨损剐蹭第二密封气囊903的几率。

本发明所述的第二密封气囊903充气后与堰门门体202形成密封，使得其凸起部分面对堰门门体202内侧的一面处于水体浸泡之中，凸起部分面对外界环境的一面处于外界干燥环境之中，第二密封气囊903为橡胶材质，长期处于两侧完全不同的环境之中，将加速橡胶的老。

可选的，所述堰门门框201的下游侧的外沿设有一圈可伸缩护板，所述护板的长度等于堰门门体202竖直关闭时堰门门体202与堰门门框201之间的距离，即堰门门体202竖直关闭到位并与充气的第二密封气囊903密封好后，所述护板伸出堰门门框201，并与堰门门体202的上游侧表面接触，在护板与所述第二充气密封装置9之间形成一圈空腔，该空腔内充入冷却的压缩空气，模拟水体温度和压力环境，平衡第二密封气囊903两侧的使用状态。优选的，冷却的压缩空气是所述充气密封装置的空气压缩机10和通气管道提供的，并与所述液动旋转堰门上游的水体冷却换热后输入护板内部，无需另设供气和冷却设备。

本实施例还提供所述带有智能监控系统的可控截流井的控制方法，包括智能调流、智能溢流、智能冲洗、防止倒灌四个方面；智能调流方面，由所述水质监测仪7、雨量计6和第一液位计4配合监测截流井内水体的污染情况和液位，以判断液动调流闸门1的开度；

智能溢流方面，利用第一液位计4和第二液位计5的检测数据计算液动旋转堰门2的溢流量；

智能冲洗方面，由水质监测仪7和第一液位计4检测的检测数据判断是否冲洗，冲洗时同时使用第一液压泵和第二液压泵启动液动调流闸门1；

防止倒灌方面，利用第二液位计5的检测数据，判断液动旋转堰门2是否关闭。

具体的，所述智能调流的控制方法为：

（1）在旱季时，降雨量忽略不计，截流井中水体主要是污水，所述液动调流闸门1完全开启；

（2）在雨季时，当水质监测仪7检测到截流井内水体的污染物浓度大于污染预设值时：（i）第一液位计4检测到截流井内的水位小于第一预设值时，污染情况严重，液动调流闸门1完全开启；（ii）第一液位计4检测到截流井内的水位不小于第一预设值且不大于第二预设值时，污染情况较为严重，液动调流闸门1部分开启；（iii）第一液位计4检测到截流井内的水位大于第二预设值时，污染情况不太严重，液动调流闸门1完全关闭；

（3）在雨季时，当水质监测仪7检测到截流井内水体的污染物浓度不大于污染预设值时，液动调流闸门1完全关闭。

可选的，通过截流井内的液位计判断水头的高度，然后调整液动调流闸门1的开口大小，使通过液动调流闸门1的流量恒定。

所述智能溢流的控制方法为：

（4）在雨季时，第二液位计5检测到截流井外的水位大于第一液位计4检测到截流井内的水位时，所述液动旋转堰门2完全关闭；

（5）在雨季时，第二液位计5检测到截流井外的水位不大于第一液位计4检测到截流井内的水位时，（iv）第一液位计4检测到截流井内的水位大于所述第二预设值时，截流井内的水位过高，液动旋转堰门2完全开启；（v）第一液位计4检测到截流井内的水位不小于第三预设值且不大于所述第二预设值时，截流井内的水位较高，液动旋转堰门2部分开启。

水位按由低到高的顺序排列为第一预设值、第三预设值、第二预设值。

可选的，通过截流井内的液位计判断高度，然后调整液动旋转堰门2的旋转角度，实现溢流流量的恒定。

所述智能冲洗的控制方法为：

（6）在旱季时，降雨量忽略不计，截流井内和污水处理管道均容纳污水，长期运行后需要冲洗，当水质监测仪7检测到截流井内水体的污染物浓度大于冲洗预设值时，即需要冲洗；

（7）将液动调流闸门1和液动旋转堰门2完全关闭，截流井内的液位升高，当第一液位计4检测到截流井内的液位到达冲洗预设值时，同时使用第一液压泵和第二液压泵快速开启液动调流闸门1至完全开启，对截流井和污水处理管道进行冲洗。

可选的，所述冲洗预设值不小于所述污染预设值；所述冲洗预设值不大于第三预设值且不小于第一预设值。

所述防止倒灌的控制方法为：

（8）在雨季时，当第二液位计5检测到截流井外的水位不小于防倒灌预设值时，所述液动旋转堰门2完全关闭，防止下游河道的河水倒灌。

可选的，所述防倒灌预设值大于堰后水头。

可选的，所述带有智能监控系统的可控截流井的控制方法还包括液动旋转堰门2的控制方法，所述液动旋转堰门2的控制方法包括：

（9）在堰门门体202关闭的过程中，当堰门门体202被异物卡住时，所述第四压力传感器16将检测到第二液压油缸203拉动堰门门体202的压力增大，角度传感器将检测到堰门门体202关闭时的角度改变速度变慢，当第二液压油缸203拉动堰门门体202的压力达到预设的压力阈值，同时角度传感器检测到堰门门体202的角度不再改变时，证明堰门门体202被异物卡住，集中控制器3控制所述压力控制阀15，间歇性依次降低、升高第二液压油缸203的压力，使得堰门门体202进行反复开启、关闭的动作，利用水流将异物冲走，防止设备卡滞；

（10）所述第一液位计4监测堰门门体202上游侧的液位高度，集中控制器3根据液位信息计算得出堰门门体202在关门过程中的压力水头，从而控制压力控制阀15输出与该负载相匹配的系统压力，既可有效减少设备损坏，又能保证堰门以相对最小的能耗运行；

（11）当堰门门体202长期关闭时，第二液压油缸203的保压压力可能会逐渐减小或不稳定，堰门门体202关闭到位后，所述第四压力传感器16实时监测第二液压油缸203的保压压力大小，当第二液压油缸203的拉力小于设定值时，集中控制器3自动启动压力控制阀15，增加第二液压油缸203的拉力，实现堰门门体202与第二密封气囊903之间的实时紧密压合，在长期关闭状态下减少泄漏；

（12）当堰门门体202需要长期处于关闭状态，第二密封气囊903可能会因温度等影响而泄漏，从而压力降低，就需要定期检测第二密封气囊903内部压力，当第二密封气囊903内的压力低于设定的阈值时，所述充气控制装置将自动启动，向第二密封气囊903内充气，实现堰门的紧密密封，第五压力传感器17伸出容纳孔并进入密封气囊的凸起部分805的内部，进行检测，第五压力传感器17底端的密封软板封闭容纳孔，防止第二密封气囊903漏气。

Claims (10)

1.一种带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，包括液动调流闸门、液动旋转堰门和监控系统，所述液动调流闸门安装在截流井与污水处理管道的接口处，液动旋转堰门安装在截流井与下游河道的接口处；

所述监控系统包括集中控制器及与其通讯连接的第一液位计、第二液位计、雨量计和水质监测仪，第一液位计和水质监测仪设在截流井内，第二液位计设在截流井外的液动旋转堰门的下游侧，雨量计设在地面；

所述液动调流闸门由第一液压油缸驱动升降开合，并配置两个液压泵；液动调流闸门的闸门门框与闸门门体之间设有第一充气密封装置，用于充气膨胀后抵住密封闸门门体的下游侧表面，闸门门体的下游侧表面为平整平面；

所述液动旋转堰门由第二液压油缸驱动旋转开合，液动旋转堰门的堰门门体与堰门门框之间第二充气密封装置，用于充气膨胀后抵住密封堰门门体的上游侧表面。

2.根据权利要求1所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述液动调流闸门包括闸门固定框架及其上的闸门门框和闸门门体，闸门固定框架固定在所述截流井与污水处理管道的接口处的墙体上；

所述闸门门框设在闸门固定框架的底部，且对应污水处理管道的管口处设有适配的圆形通孔；

所述闸门门体滑动连接在闸门固定框架上，能在电液控制装置的控制下沿闸门固定框架上下滑动，闸门门体始终处于闸门门框的上游侧；

所述闸门门框的圆形通孔的边缘设有一圈凹陷的平台阶，所述平台阶向污水处理管道的下游侧凹陷，平台阶上设有第一充气密封装置。

3.根据权利要求2所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述电液控制装置通讯连接所述集中控制器，且包括彼此连接的第一液压泵、第二液压泵和第一液压油缸，第一液压油缸设在闸门固定框架上，第一液压油缸的伸缩端连接闸门门体，用于驱动闸门门体在闸门固定框架上做升降运动；

所述液动调流闸门还包括位置传感器，位置传感器设在第一液压油缸的内部，且通讯连接所述集中控制器，用于实时监测闸门门体的开度。

4.根据权利要求3所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述第一充气密封装置包括第一压块、第二压块和第一密封气囊，第一压块和第二压块均为圆环状固定围绕在所述闸门门框的平台阶上，第一压块为外环，第二压块为内环，第一压块和第二压块之间设有第一密封气囊；所述第一密封气囊为圆环状围绕所述平台阶一周；

所述第一密封气囊包括压实部分、凸起部分和充气嘴，凸起部分为半圆形，当第一密封气囊充气后，凸起部分的顶部与闸门门体接触并压紧。

5.根据权利要求4所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述平台阶靠近管口圆心处具有一圈围挡，使得平台阶变为一圈凹槽，所述第一充气密封装置固定在所述凹槽内，所述凹槽内设置第三压力传感器，并通讯连接所述集中控制器，用于检测第一密封气囊膨胀后的压力。

6.根据权利要求1所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述截流井的外部与下游河道之间设置缓冲井，所述第二液位计设在所述缓冲井内，所述液动旋转堰门设在截流井与缓冲井连通的接口处；

所述液动旋转堰门包括第二液压油缸、堰门门框、堰门门体、底座和第二充气密封装置；所述堰门门框设在截流井与缓冲井连通的接口处，堰门门体设在堰门门框的下游侧，且底部通过门体旋转轴转动连接底座；

所述堰门门体旋转轴上设有角度传感器，且通讯连接所述集中控制器；第二充气密封装置充气后抵住堰门门体实现线性密封；第二液压油缸的伸缩端连接堰门门体的中部。

7.根据权利要求6所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述第二液压油缸通讯连接第三压力传感器和压力控制阀，且通讯连接所述集中控制器，用于控制第二液压油缸驱动堰门门体的拉力。

8.根据权利要求7所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述第二充气密封装置固定在堰门门框的下游侧，所述第二充气密封装置包括第三压块、第四压块和第二密封气囊，第三压块和第四压块均为环状固定围绕在堰门门框下游侧的表面上，第三压块为外环，第四压块为内环，第三压块和第四压块之间设有第二密封气囊；所述第二密封气囊围绕堰门门框的下游侧一周；

所述堰门门框的下部的压块凸出堰门门框的厚度大于堰门门框上部的压块的厚度，且压块的厚度由上至下逐渐增加，同一水平高度的第三压块和第四压块的厚度相同，使得压块的下游侧表面整体呈一个平整斜面。

9.根据权利要求4或8所述的带有智能监控系统的可控截流井，其特征在于，所述截流井还包括充气控制装置，充气控制装置包括空气压缩机、第一压力传感器、第二压力传感器和通气管道，所述集中控制器通讯连接并控制空气压缩机、第一压力传感器和第二压力传感器，空气压缩机通过通气管道并联连接第一压力传感器与第一充气密封装置、第二压力传感器与第二充气密封装置，用于分别向两个密封气囊充气和排气。

10.权利要求1-9任一项所述的带有智能监控系统的可控截流井的控制方法，其特征在于，包括智能调流、智能溢流、智能冲洗、防止倒灌四个方面；

智能调流方面，由所述水质监测仪、雨量计和第一液位计配合监测截流井内水体的污染情况和液位，以判断液动调流闸门的开度；

智能溢流方面，利用第一液位计和第二液位计的检测数据计算液动旋转堰门的溢流量；

智能冲洗方面，由水质监测仪和第一液位计检测的检测数据判断是否冲洗，冲洗时同时使用两个液压泵启动液动调流闸门；

防止倒灌方面，利用第二液位计的检测数据，判断液动旋转堰门是否关闭。

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